Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Поиск по журналу

Физика горения и взрыва

2004 год, номер 1

1.
Структура течения, тепло- и массоперенос в пограничных слоях со вдувом химически реагирующих веществ (обзор)

Э. П. Волчков, В. И. Терехов, В. В. Терехов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН,
630090 Новосибирск, vt@itp.nsc.ru
Ключевые слова: химически реагирующие течения, турбулентность, тепло- и массообмен, пограничный слой.
Страницы: 3-20

Аннотация >>
Представлен обзор современного состояния экспериментальных и теоретических исследований аэродинамики и тепло- и массопереноса при вдуве в пограничный слой, испарении и горении химически реагирующих веществ. Рассмотрены ламинарные и турбулентные режимы течения при дозвуковых скоростях потока. Проанализировано влияние интенсивности вдува горючего, вида горючего, продольного градиента давления, внешней турбулентности, а также ламинаризирующее влияние тепловыделения во фронте пламени на структуру пограничного слоя и тепло- и массоперенос.


2.
Смесеобразование при распространении волновых процессов в газовзвесях (обзор)

А. В. Федоров
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, 630090
Ключевые слова: пылевые слои, ударные и детонационные волны, подъем пыли,перемешивание, механика гетерогенных сред, слоевая детонация,взрыво- и пожаробезопасность, неустойчивость Кельвина- Гельмгольца.
Страницы: 21-37

Аннотация >>
Выполнен обзор исследований в области физико-математического моделирования процесса смешения твердых частиц с высокоскоростными потоками газа, возникающими при действии ударных волн, волн сжатия и разрежения на неустойчивые пылевые отложения, расположенные на границах каналов, пластинах, в кавернах, и на свободные облака частиц. Описываются, в частности, эксперименты в ударных трубах с частицами, лежащими первоначально в кавернах и на поверхностях. Экспериментальные данные, которые представлены в виде распределений концентрации частиц в различных точках пространства по высоте над неустойчивым слоем, распределений давления на нижней стенке ударной трубы и т. п., используются для верификации предложенных математических моделей в режимах как одиночных частиц и взаимодействующих континуумов, так и турбулентной диффузии. Анализ экспериментальных и расчетных данных показал в некоторых случаях адекватность рассматриваемых моделей, которые позволяют выявить волновую структуру движения смеси и поля параметров внутри и вне слоя.


3.
О природе сверхадиабатических температур в богатых углеводородных пламенах

В. В. Замащиков, И. Г. Намятов, В. А. Бунев, В. С. Бабкин
Институт химической кинетики и горения СО РАН,
630090 Новосибирск, bunev@kinetics.nsc.ru
Ключевые слова: сверхадиабатичность газовых пламен, углеводородные пламена, диффузионные процессы в пламени, богатые пределы распространения пламени.
Страницы: 38-41

Аннотация >>
Численно исследовано распространение плоского ламинарного пламени. Показано, что в богатых гомогенных смесях пропан—воздух и метан—воздух максимальная температура пламени превышает термодинамически равновесную. Степень сверхадиабатичности зависит от концентрации топлива в смеси с воздухом. Показано, что явление сверхадиабатичности богатых пламен углеводородов обусловлено диффузией водорода из зоны реакции в зону подогрева и его преимущественным (по сравнению с углеводородом) окислением. Полная энтальпия газа непостоянна по координате во фронте пламени и имеет максимум.


4.
О кинетических механизмах воспламенения изооктана в смеси с воздухом

Н. А. Славинская, А. М. Старик
Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова,
111116 Москва star@ciam.ru
Ключевые слова: смесь изооктан- воздух, кинетическая схема,самовоспламенение.
Страницы: 42-63

Аннотация >>
Разработана кинетическая схема для описания самовоспламенения изооктана в воздухе, насчитывающая 976 реакций с участием 126 компонентов и удовлетворительно описывающая особенности процесса как при низких, так и при высоких начальных температурах смеси. Результаты численного моделирования с погрешностью не хуже 30 % согласуются с экспериментальными данными по пиролизу изооктана и по времени задержки самовоспламенения смеси изооктан + воздух в интервалах начальных значений давления 0,1 ÷ 4,5 МПа и температуры 700 ÷ 1300 К при коэффициенте избытка топлива 0,5 ÷ 2,0.


5.
Неравновесная термодинамика автоволн ламинарного горения при произвольном числе Льюиса

А. П. Герасев
Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН,
630090 Новосибирск, a.gerasev@ngs.ru
Ключевые слова: ламинарное горение, автоволна, неравновесная термодинамика, производство энтропии.
Страницы: 64-74

Аннотация >>
Рассмотрены термодинамические свойства активной распределенной кинетической системы, и построено уравнение баланса энтропии автоволн ламинарного горения при произвольном числе Льюиса. Проведен качественный и численный анализ локального и полного производства энтропии в динамической системе с трехмерным фазовым пространством. Показано, что полное производство энтропии в системе является функционалом автоволнового решения задачи. Из однопараметрического семейства математически равноправных решений минимум функционала соответствует единственному физически содержательному решению. Представлена вариационная формулировка задачи, при решении которой не используется процедура обращения в нуль скорости реакции при низких температурах. Проведено сопоставление результатов вычислительных экспериментов с литературными данными.


6.
Об определении температуры частиц по спектру излучения

И. С. Альтман
National CRI Center for Nano Particle Control, Institute of Advanced Machinery and Design, Seoul National University, Seoul 151-742, Korea
School of Environmental Engineering, Faculty of Environmental Sciences, Griffith University, 4111, Brisbane 4111, QLD, Australia, altman@snu.ac.kr
Ключевые слова: пламена, наночастицы, температура.
Страницы: 75-77

Аннотация >>
Обсуждается принципиальная возможность определения температуры нанооксидов в пламенах по спектру теплового излучения. Показано, что экспериментально определенная температура может быть близкой к реальной температуре частиц только в случае достаточно высокой концентрации структурных дефектов в частицах. Отмечается необходимость учета энергии, запасенной в этих дефектах, при описании тепловыделения металлсодержащих пламен.


7.
Численное моделирование зажигания конденсированного вещества нагретой до высоких температур частицей

Г. В. Кузнецов, Г. Я. Мамонтов*, Г. В. Таратушкина**
Томский политехнический университет, 634050 Томск, g-kuznetsov@beep.ru
*Томский государственный архитектурно-строительный университет, 634050 Томск
**Томский государственный университет, 634050 Томск
Ключевые слова: зажигание, конденсированное вещество, частица, высокие температуры, численное моделирование.
Страницы: 78-85

Аннотация >>
В рамках двумерной модели теплопереноса решена задача о зажигании конденсированного вещества одиночными, нагретыми до высоких температур частицами. Численные исследования проведены для типичных материалов — поливинилнитрата и углеродистых частиц. Установлено, что режимы воспламенения конденсированного вещества одиночной частицей при относительно низких температурах адекватны по времени задержки воспламенения режимам нагрева конденсированного вещества газовым потоком без частиц, а при высоких температурах — режимам нагрева металлической пластиной с фиксированной температурой. В некотором достаточно узком диапазоне температур частиц применение двумерной модели теплопереноса приводит к существенно отличным от других режимов временам задержки воспламенения.


8.
Модель и расчет процесса газификации одиночной углеродной частицы

Е. В. Самуйлов, М. В. Фаминская, Е. С. Головина
ОАО «Энергетический институт им. Г. М. Кржижановского»,
119991 Москва, evsam@eninnet.ru
Ключевые слова: математическая модель, газификация, диоксид углерода, коксовые частицы, активные центры, диффузия, пористая структура.
Страницы: 86-94

Аннотация >>
Разработана математическая модель процесса газификации одиночной углеродной частицы в среде диоксида углерода. Учитываются пористая структура частицы, процессы диффузии, кинетика процессов газификации на поверхности пор по модели Ленгмюра — Хиншельвуда, реагирование на активных углеродных центрах. Температура частицы задается. Результаты расчетов показывают, что газификация частицы и выход оксидов углерода продолжаются и после прекращения подачи газифицирующего реагента, что объясняется задержкой во времени отрыва от поверхности пор комплексов C(O)L — подвижных атомов кислорода, соединенных с атомами углерода, выход CO при газификации значительно уменьшается в начальный период времени из-за уменьшения количества свободных активных углеродных центров. Получены данные о распределении степени конверсии углерода и других параметров по радиусу частицы в зависимости от времени.


9.
Модель волны идеального твердопламенного горения с переменной поверхностью химического взаимодействия

Г. В. Жижин
Северо-Западный государственный заочный технический университет,
191186 Санкт-Петербург gv@nwpi.ru
Ключевые слова: пламя, скорость, температура, плавление, модель.
Страницы: 95-102

Аннотация >>
Построена модель волны горения в конденсированных смесях с автоторможением тугоплавким продуктом реакции с учетом уменьшения поверхности частиц тугоплавкого реагента в процессе химического взаимодействия с легкоплавким реагентом. Для получения приближенного аналитического решения использован метод полубесконечной зоны реакции. Корректность метода подтверждена качественным и численным исследованием дифференциальных уравнений. Известная по литературе модель рассматриваемого процесса не учитывала изменение поверхности частиц тугоплавкого реагента, что проводило к игнорированию принципиальной характеристики всех химических реакций — непрерывному уменьшению скорости реакций при выгорании реагентов.


10.
Моделирование процесса пиролиза продуктов сублимации динитрамида аммония в условиях низких давлений

Н. Е. Ермолин
Институт теоретической и прикладной механики СО РАН,
630090 Новосибирск, ermolin@itam.nsc.ru
Ключевые слова: динитрамид аммония, пиролиз, проточный реактор, кинетика, численное моделирование.
Страницы: 103-121

Аннотация >>
С целью уточнения кинетического механизма, предложенного ранее для описания химической структуры пламени ADN, проведено численное моделирование химических процессов при давлении 10 Торр и 3 ÷ 40 атм в продуктах термического разложения и в пламени ADN. Приведены результаты численного моделирования процесса пиролиза продуктов сублимации ADN в проточном реакторе в температурном интервале 373 ÷ 920 К при давлении 10 Торр. Обсуждаются особенности численного моделирования реакции NH3 с HN(NO2)2 в условиях высоких температур и низких давлений, а также причины значительного расхождения результатов расчетов, полученных с использованием известных одномерных моделей. Предложена методика, позволяющая адаптировать одномерные расчетные алгоритмы применительно к быстропротекающим процессам, количественно оценивать вклад зоны прогрева в химические процессы. На основе сопоставления расчетных данных с экспериментальными оценены вклады отдельных стадий и компонентов в процесс пиролиза, а также значения констант скоростей. Сделан вывод о протекании процесса сублимации ADN по диссоциативному механизму: ADNc → NH3 + HN(NO2)2.


11.
Некоторые аспекты ударно-индуцированного излучения прозрачных сред

М. А. Бражников, М. Ф. Гогуля
Институт химической физики им. Н. Н. Семенова РАН,
119991 Москва, gogul@polymer.chph.ras.ru
Ключевые слова: ударное сжатие, вода, температура, люминесценция, излучение, прозрачные среды.
Страницы: 122-131

Аннотация >>
Исследовалось излучение ударно-сжатой воды в диапазоне давлений 10,0 ÷ 39,5 ГПа, нагружаемой через преграды из различных металлов (Al, Mg, Cu). Показано, что интенсивность излучения зависит как от давления ударного сжатия, так и от природы металла. При давлениях ниже 25 ГПа в области прозрачности воды интенсивность излучения существенно превосходит предполагаемый уровень теплового излучения. Обнаруженный эффект отчасти может быть объяснен взаимодействием материала преграды с водой, а также нетепловым излучением ударно-сжатой воды. Для сравнения приведены некоторые экспериментальные данные по ударно-индуцированному излучению ряда прозрачных материалов (оптическое стекло «Крон-8», глицерин, хлорид натрия).


12.
О работоспособности взрывчатых веществ. Метод Трауцля

А. Н. Афанасенков
Институт проблем химической физики РАН,
143432 Черноголовка, ilmaslov@mail.ru
Ключевые слова: взрывчатое вещество, работоспособность, метод Трауцля,теплота взрыва, объем газов взрыва.
Страницы: 132-139

Аннотация >>
Предложена простейшая формула для расчета абсолютного значения работоспособности взрывчатого вещества, определяемой по методу Трауцля (расширение в свинцовой бомбе), которая содержит только один параметр — относительную работоспособность взрывчатого вещества, рассчитываемую по теплоте взрыва и объему газов взрыва.